專利名稱：工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用內(nèi)、外2個(gè)激光探頭針對旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的輪胎進(jìn)行激光散斑探傷檢測的裝置和檢測方法，屬于橡膠機(jī)械和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨近年國內(nèi)礦山開采、建筑工程等行業(yè)的迅速發(fā)展，對于大型工程機(jī)械輪胎的使用質(zhì)量提出了更高的要求，針對其應(yīng)用場地環(huán)境、超重負(fù)荷與道路表面條件的限制，工程機(jī)械輪胎應(yīng)當(dāng)具備較高的耐磨性、耐刺穿與高超載性能，由此對輪胎內(nèi)部缺陷探傷檢驗(yàn) (如內(nèi)部氣泡和脫層等質(zhì)量缺陷)就顯得尤為重要。現(xiàn)有國內(nèi)常規(guī)工程機(jī)械輪胎的檢驗(yàn)方法，是通過破壞性試驗(yàn)來實(shí)施抽樣檢驗(yàn)，此類檢測方法僅能大體上估計(jì)制造質(zhì)量的合格率，卻無法保證所有出廠輪胎達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)， 且內(nèi)部氣泡缺陷是無法通過此類常規(guī)檢測手段檢測出來的。由于內(nèi)部氣泡的存在會(huì)直接導(dǎo)致工程機(jī)械輪胎在上述重載或條件惡劣的環(huán)境下較易發(fā)生爆胎，從而使駕駛者無法控制汽車方向而易于發(fā)生車毀人亡的重大事故。還有如以下在先申請專利所公開的另一種現(xiàn)有檢測方法，該專利的申請?zhí)枮?200410077522. 8，名稱為激光散斑輪胎無損檢測儀，其中在設(shè)有真空裝置的檢測室內(nèi)通過檢測頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接有一個(gè)可垂直、水平及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的激光散斑檢測頭。在檢測頭的下方， 是用于承載及定位輪胎的輪胎自動(dòng)定位裝置。所述檢測頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與檢測頭連接的檢測頭連接桿和與連接桿連接的水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)齒輪，旋轉(zhuǎn)連接器。所述輪胎自動(dòng)定位裝置包括用于測定輪胎直徑的探測頭和用于承載及移動(dòng)輪胎的室內(nèi)輸送帶，探測頭測得輪胎直徑后通過計(jì)算機(jī)程序驅(qū)動(dòng)室內(nèi)輸送帶移動(dòng)，從而使輪胎定位于檢測室中央。如上述專利所提供的技術(shù)方案，輪胎輸送至檢測室內(nèi)部即定位于一固定位置，輪胎上方的一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)檢測頭沿輪胎內(nèi)側(cè)或外側(cè)進(jìn)行周向旋轉(zhuǎn)而實(shí)施檢測，因此該專利存在如下缺點(diǎn)和不足對于大型工程機(jī)械輪胎而言，其厚度較大由外部氣壓變化引起的輪胎內(nèi)部氣體體積變化難以引起輪胎表面形變，如僅在輪胎內(nèi)側(cè)或外側(cè)進(jìn)行檢測，難以檢測輪胎內(nèi)部深層的缺陷。工程機(jī)械輪胎的內(nèi)、外徑較大，激光探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，需要較大的旋轉(zhuǎn)半徑，在旋轉(zhuǎn)停止時(shí)容易引起較大的震動(dòng)影響檢測效率和效果。采用一個(gè)激光檢測頭沿周向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拍照，其水平、垂向或擺轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)受到較大的限制，不利于圖像清晰度與檢測效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置及其方法，其目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，在依次進(jìn)行常壓與真空負(fù)壓環(huán)境的切換過程中，將輪胎水平放置并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，利用2個(gè)探頭分別針對內(nèi)、外側(cè)胎側(cè)和胎面進(jìn)行激光拍照成像，從而重建輪胎形變前后引起的光路相位變化，準(zhǔn)確地檢測出內(nèi)部缺陷存在的可能性和具體位置。本發(fā)明目的在于，基于輪胎因外部負(fù)壓環(huán)境而引起其外表面發(fā)生形變，從而利用激光探頭檢測出由于內(nèi)部氣泡或脫層引起的輪胎表面形變而導(dǎo)致的光路相位變化，從而確定并準(zhǔn)確地將內(nèi)部缺陷進(jìn)行定位、尺寸衡量等操作，提高并優(yōu)化工程機(jī)械輪胎內(nèi)部探傷檢測的準(zhǔn)確性。另一發(fā)明目的在于，克服由于輪胎內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的缺陷在不同側(cè)面表現(xiàn)強(qiáng)度對檢測的影響(離輪胎表面越近的缺陷越容易引起輪胎對應(yīng)表面的形變，缺陷與輪胎表面之間的強(qiáng)度越大越難以反映缺陷在不同狀態(tài)下的形變)，分別在輪胎內(nèi)側(cè)或外側(cè)進(jìn)行檢測，以提高檢測的準(zhǔn)確性。發(fā)明目的還在于，控制并降低因單一激光探頭旋轉(zhuǎn)檢測的缺陷而提高檢測操作的品質(zhì)，以適應(yīng)于不同外形尺寸、斷面寬度規(guī)格的大型輪胎的檢測需求。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置主要包括有形成負(fù)壓檢測環(huán)境的真空裝置，以及設(shè)置在真空裝置內(nèi)部的測試裝置和旋轉(zhuǎn)裝置。與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，測試裝置用于在被檢測輪胎內(nèi)、外側(cè)分別進(jìn)行相位拍照，其具有可沿垂直和水平方向移動(dòng)并定位的內(nèi)探頭和外探頭，即具有2個(gè)獨(dú)立控制并運(yùn)行的激光探頭。旋轉(zhuǎn)裝置用于承載并帶動(dòng)被檢測輪胎同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即在檢測過程中被檢測輪胎連同旋轉(zhuǎn)裝置一起旋轉(zhuǎn)?；谏鲜龌靖倪M(jìn)方案，采用內(nèi)、外2個(gè)激光探頭分別地、獨(dú)立地圍繞被檢測輪胎的內(nèi)側(cè)或外側(cè)進(jìn)行檢測，能夠有效地克服缺陷位置對檢測準(zhǔn)確性的影響。內(nèi)、外激光探頭形成的檢測結(jié)果，能夠較為明顯地提高檢測的準(zhǔn)確度，而且旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的輪胎并不會(huì)存在檢測的盲區(qū)。為進(jìn)一步提高輪胎拍攝圖像的清晰度與避免存在盲區(qū)，可以采取如下改進(jìn)方案所述的測試裝置包括有，用于在被檢測輪胎內(nèi)側(cè)進(jìn)行相位拍照過程中，控制內(nèi)探頭沿垂直方向進(jìn)行擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。用于在被檢測輪胎外側(cè)進(jìn)行相位拍照過程中，控制外探頭沿垂直方向進(jìn)行擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及控制外探頭沿垂直方向進(jìn)行高度調(diào)節(jié)的外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)。針對所述旋轉(zhuǎn)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)和細(xì)化方案是，旋轉(zhuǎn)裝置具有在其上表面承載被檢測輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)架，轉(zhuǎn)動(dòng)架連接于通過軸承套設(shè)于轉(zhuǎn)軸上的被動(dòng)齒輪，被動(dòng)齒輪通過嚙合連接的主動(dòng)齒輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸安裝于底座的中心，底座的底部設(shè)置有承受轉(zhuǎn)動(dòng)架垂向作用力的軸承，在底座上均勻地設(shè)置有數(shù)個(gè)用于輔助承受轉(zhuǎn)動(dòng)架水平和垂向作用力的軸承。針對所述真空裝置進(jìn)行的補(bǔ)充修改方案是，真空裝置包括有真空室、裝胎門和泄壓裝置。其中，測試裝置和旋轉(zhuǎn)裝置安裝于真空室內(nèi)，真空室連接于真空泵。為提高內(nèi)、外2個(gè)激光探頭在水平、垂向和拍照角度上的擺動(dòng)精度與控制靈活性， 可采納如下特征細(xì)化的測試裝置。具體地，測試裝置包括有一機(jī)架，在機(jī)架上設(shè)置有同時(shí)驅(qū)動(dòng)內(nèi)探頭、外探頭沿垂向移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)，在升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和外探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在外探頭水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)，在外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)上安裝外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。上述內(nèi)容是本發(fā)明所提供工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置的改進(jìn)方案。基于使用上述檢測裝置而可實(shí)現(xiàn)如下工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測方法在真空裝置內(nèi)部進(jìn)行常壓與真空負(fù)壓環(huán)境的切換過程中，采用激光散斑技術(shù)重建被檢測輪胎形變前后引起的光路相位變化，通過對比相同扇區(qū)形變前后的相位圖像以確定被檢測輪胎內(nèi)部缺陷存在的可能性和具體位置。與現(xiàn)有檢測方法不同的是，在檢測過程中，被檢測輪胎承載于旋轉(zhuǎn)裝置之上并與旋轉(zhuǎn)裝置同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。測試裝置中的內(nèi)探頭、外探頭分別針對被檢測輪胎的內(nèi)、外胎側(cè)和胎面檢測。進(jìn)一步的改進(jìn)與細(xì)化方案是，在檢測過程中包括有控制內(nèi)探頭在被檢測輪胎內(nèi)側(cè)、沿垂直方向進(jìn)行拍照角度擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的步驟。還可采取的改進(jìn)之處在于，在檢測過程中包括有控制外探頭在被檢測輪胎外側(cè)、 沿垂直方向進(jìn)行定位高度調(diào)節(jié)與拍照角度擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的步驟。為優(yōu)化2個(gè)激光探頭針對旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下輪胎不同扇區(qū)進(jìn)行拍照成像的精度與可控制性，在檢測過程中包括有，在被檢測輪胎初始狀態(tài)下采用2個(gè)探頭分別針對內(nèi)、側(cè)上部胎側(cè)與胎面進(jìn)行拍照成像的第1檢測流程，以及將被檢測輪胎垂直翻轉(zhuǎn)180°后，針對余下內(nèi)、外側(cè)下部胎側(cè)進(jìn)行拍照成像的第2檢測流程。更為優(yōu)化的實(shí)施方式是，在第1檢測流程和第2檢測流程中，分別依次地參照狀態(tài)拍照、抽真空、加載狀態(tài)拍照、輪胎旋轉(zhuǎn)、參照狀態(tài)拍照、卸壓、加載狀態(tài)拍照的檢測步驟；在每一次拍照成像時(shí)，被檢測輪胎的內(nèi)、外側(cè)被分為不同的扇區(qū)以實(shí)現(xiàn)整條輪胎的檢測。如上述檢測方法所描述的基本手段與流程，本發(fā)明檢測方法的實(shí)質(zhì)就是依次地進(jìn)行參照狀態(tài)拍照、改變測試室內(nèi)壓力、加載狀態(tài)拍照以完成輪胎各個(gè)扇區(qū)的檢測。檢測原理是通過對輪胎外部環(huán)境施加負(fù)壓，使其內(nèi)部氣泡或脫層因外部壓力變化而在輪胎外表面形成形變，采用激光干涉原理和剪切照相的方式重建輪胎形變前后引起的光路相位變化，并確定其在輪胎中的尺寸和位置。綜上內(nèi)容，本發(fā)明工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置及其方法具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、實(shí)現(xiàn)了針對現(xiàn)有激光散斑檢測方法的改進(jìn)，通過輪胎的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，2個(gè)激光探頭的水平、豎直和擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以針對胎側(cè)、胎肩、胎面實(shí)施全方位檢測，使得圖像更加清晰和穩(wěn)定，從而有效提高檢測的準(zhǔn)確性；2、能夠適應(yīng)于工程機(jī)械輪胎胎側(cè)和胎面較厚的現(xiàn)狀，內(nèi)部氣泡在內(nèi)、外兩側(cè)引起的形變存在較大的差異，而采用外探頭和內(nèi)探頭分別進(jìn)行輪胎內(nèi)、外兩側(cè)檢測的方式，可以有效地保證對胎側(cè)、胎面檢測的正確性和完整性；3、能夠優(yōu)化并減小測試裝置和旋轉(zhuǎn)裝置的占用空間，從而有效地節(jié)省檢測和加工成本；
4、能夠適應(yīng)于不同外形尺寸和斷面寬度規(guī)格的大型輪胎檢測的需求；


現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明；圖1是所述激光散斑檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是所述測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是所述旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是所述真空裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是所述檢測過程中2個(gè)激光探頭的定位與拍照示意圖；如圖1至圖5所示具有，真空裝置1，測試裝置2，旋轉(zhuǎn)裝置3，輪胎4 ；真空室11，真空泵12，裝胎門13，自動(dòng)瀉壓機(jī)構(gòu)14。機(jī)架21，上機(jī)架211，升降機(jī)構(gòu)22，電機(jī)221，滾珠絲杠222，直線導(dǎo)軌223，螺母 224，滑塊225，升降架226 ；內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)23，直線導(dǎo)軌231，同步帶輪232，電機(jī)233，同步帶234，導(dǎo)向輪235，壓塊236，帶齒壓板237，內(nèi)探頭水平移動(dòng)架238 ；外探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)24，電機(jī)M2，同步帶M3，導(dǎo)向輪M4，壓塊M5，帶齒壓板 M6，外探頭水平移動(dòng)架247 ；內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25，電機(jī)251，主動(dòng)同步帶輪252，同步帶253，從動(dòng)同步帶輪254， 擺轉(zhuǎn)軸255，固定塊256 ；內(nèi)探頭沈，外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)27，主動(dòng)同步帶輪271，電機(jī)272，直線導(dǎo)軌273，同步帶274，壓塊275，帶齒壓板276，從動(dòng)同步帶輪277，外探頭豎直滑動(dòng)架278 ；外探頭觀，外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)29，電機(jī)四1，主動(dòng)同步帶輪四2，同步帶四3，從動(dòng)同步帶輪四4，擺轉(zhuǎn)軸四5，固定塊四6 ；底座31，轉(zhuǎn)軸32，軸承33，軸承34，電機(jī)35，主動(dòng)齒輪36，被動(dòng)齒輪37，轉(zhuǎn)動(dòng)架38， 軸承39。在圖5中，A、B、C點(diǎn)是內(nèi)探頭沈在輪胎4內(nèi)側(cè)的調(diào)整和拍照位置，D、E、F、G點(diǎn)是外探頭觀在輪胎4外側(cè)的調(diào)整和拍照位置。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，如圖1至圖5所示，所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置主要具有，形成負(fù)壓檢測環(huán)境的真空裝置1，設(shè)置在真空裝置1內(nèi)部的測試裝置2和旋轉(zhuǎn)裝置3。其中，測試裝置2用于在被檢測輪胎4內(nèi)、外側(cè)分別進(jìn)行相位拍照，其具有可沿垂直和水平方向移動(dòng)并定位的內(nèi)探頭26和外探頭觀。旋轉(zhuǎn)裝置3用于承載并帶動(dòng)被檢測輪胎4同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。真空裝置1由真空室11和真空泵12連接并組成，真空室11采用鋼架結(jié)構(gòu)。真空室11上還設(shè)置一個(gè)裝胎門13和2個(gè)自動(dòng)式泄壓裝置14，真空室11與真空泵12之間可以通過1個(gè)控制閥進(jìn)行控制通斷操作。真空室11設(shè)計(jì)壓力為-0. 04MPa,設(shè)計(jì)溫度50 °C，真空泵12的最大負(fù)壓為-0. 04MPao所述的測試裝置2具有一整體式機(jī)架21，在機(jī)架21上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)激光探頭做升降運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)22，在升降機(jī)構(gòu)22上固定有內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)23和外探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)24，以控制2個(gè)激光探頭的水平移動(dòng)。在內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)23上設(shè)置有內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)探頭沈的擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在外探頭水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)M上還設(shè)置有外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)27，以實(shí)現(xiàn)外探頭28 沿豎直方向進(jìn)行微調(diào)動(dòng)作。在外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)27上設(shè)置有外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)29，以實(shí)現(xiàn)外探頭觀的擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。升降機(jī)構(gòu)22具有安裝在上機(jī)架211兩側(cè)的垂直直線導(dǎo)軌223，在兩根直線導(dǎo)軌 223之間連接有一個(gè)通過如下驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的升降架226，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一電機(jī)221，電機(jī)221的驅(qū)動(dòng)軸連接一滾珠絲杠222并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，套在滾珠絲杠222上的螺母2 則固定在升降架2 上，升降架226固定連接在直線導(dǎo)軌223的滑塊225上。在升降架2 上固定有兩根直線導(dǎo)軌231，其滑塊分別連接內(nèi)探頭水平移動(dòng)裝置 23和外探頭水平移動(dòng)裝置M，通過如下2個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以分別實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外2個(gè)激光探頭的水平運(yùn)動(dòng)操作。2個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的內(nèi)探頭水平移動(dòng)裝置23的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一驅(qū)動(dòng)同步帶輪232旋轉(zhuǎn)的電機(jī)233，同步帶輪232則通過同步帶234連接導(dǎo)向輪235，并通過夾緊同步帶234的壓塊236和帶齒壓板237連接內(nèi)探頭水平移動(dòng)架238，實(shí)現(xiàn)其水平運(yùn)動(dòng)。另外，外探頭水平移動(dòng)裝置M的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一驅(qū)動(dòng)同步帶輪241旋轉(zhuǎn)的電機(jī) 242,同步帶輪241則通過同步帶243連接導(dǎo)向輪M4，并通過夾緊同步帶243的壓塊245和帶齒壓板246連接外探頭水平移動(dòng)架M7，實(shí)現(xiàn)其水平運(yùn)動(dòng)。所述的外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)27，通過固定在外探頭水平移動(dòng)架247上的兩根豎直的直線導(dǎo)軌273連接，通過如下驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)外探頭洲在豎直方向上的微調(diào)動(dòng)作操作。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪271旋轉(zhuǎn)的電機(jī)272，主動(dòng)同步帶輪271則通過同步帶 274連接從動(dòng)同步帶輪277，并通過夾緊同步帶274的壓塊275和帶齒壓板276連接外探頭豎直滑動(dòng)架278，實(shí)現(xiàn)外探頭觀在豎直方向的微調(diào)動(dòng)作操作。所述的內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25，包括一固定于內(nèi)探頭臂239的電機(jī)251，其輸出軸連接一主動(dòng)同步帶輪252并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。主動(dòng)同步帶輪252通過同步帶253連接從動(dòng)同步帶輪 254，從動(dòng)同步帶輪2M套設(shè)在擺轉(zhuǎn)軸255的一端上，以帶動(dòng)擺轉(zhuǎn)軸255旋轉(zhuǎn)。連接于內(nèi)探頭臂239的固定塊256套設(shè)在擺轉(zhuǎn)軸255的中間段，內(nèi)探頭沈固定于擺轉(zhuǎn)軸255的另一端， 以實(shí)現(xiàn)內(nèi)探頭沈的擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述的外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)四，包括一固定于外探頭豎直滑動(dòng)架278的電機(jī)，其輸出軸連接一主動(dòng)同步帶輪292并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。主動(dòng)同步帶輪292通過同步帶293連接從動(dòng)同步帶輪四4。從動(dòng)同步帶輪294套設(shè)在擺轉(zhuǎn)軸四5的一端上，帶動(dòng)擺轉(zhuǎn)軸295旋轉(zhuǎn)。連接于外探頭豎直滑動(dòng)架278的固定塊296套設(shè)在擺轉(zhuǎn)軸295的中間段，外探頭觀固定于擺轉(zhuǎn)軸四5的另一端，以實(shí)現(xiàn)外探頭觀的擺轉(zhuǎn)動(dòng)作。所述的旋轉(zhuǎn)裝置3，包括一底座31，底座31的中心有一轉(zhuǎn)軸32，轉(zhuǎn)軸32上裝有軸承33，使其承受轉(zhuǎn)動(dòng)架38主要的徑向力，轉(zhuǎn)動(dòng)架38的軸向力主要由底座31底部的另一對軸承34承受，電機(jī)35的輸出軸上連接一主動(dòng)齒輪36，通過嚙合驅(qū)動(dòng)被動(dòng)齒輪37旋轉(zhuǎn)，被動(dòng)齒輪37又與轉(zhuǎn)動(dòng)架38相連接，使轉(zhuǎn)動(dòng)架38以轉(zhuǎn)軸幻為中心旋轉(zhuǎn)。底座31上均布有軸承39，使其作為輔助支撐承受一定的軸向與徑向力使得轉(zhuǎn)動(dòng)架38轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)?；谑褂蒙鲜龉こ虣C(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置的檢測方法，在真空裝置1內(nèi)部進(jìn)行常壓與真空負(fù)壓環(huán)境的切換過程中，采用激光拍照手段重建被檢測輪胎4形變前后引起的光路相位變化，通過對比相同扇區(qū)形變前后的相位圖像以確定被檢測輪胎4內(nèi)部缺陷存在的可能性和具體位置。在檢測過程中，被檢測輪胎4承載于旋轉(zhuǎn)裝置3之上并與旋轉(zhuǎn)裝置3同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，測試裝置2中的內(nèi)探頭沈、外探頭觀分別針對被檢測輪胎4的內(nèi)、外胎側(cè)和胎面進(jìn)行激光拍照與成像。其中，在檢測過程中包括有，控制內(nèi)探頭沈在被檢測輪胎4內(nèi)側(cè)、沿垂直方向進(jìn)行拍照角度擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的步驟；控制外探頭觀在被檢測輪胎4外側(cè)、沿垂直方向進(jìn)行定位高度調(diào)節(jié)與拍照角度擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的步驟。而且更為細(xì)化的劃分結(jié)果是，在檢測過程中包括有，在被檢測輪胎4初始狀態(tài)下采用2個(gè)探頭分別針對內(nèi)、側(cè)上部胎側(cè)與胎面進(jìn)行拍照成像的第1檢測流程，以及將被檢測輪胎4垂直翻轉(zhuǎn)180°后，針對余下內(nèi)、外側(cè)下部胎側(cè)進(jìn)行拍照成像的第2檢測流程。在第1檢測流程和第2檢測流程中，分別依次地進(jìn)行常壓拍照成像、抽真空、負(fù)壓拍照成像、卸壓還原的檢測步驟；在每一次拍照成像時(shí)，被檢測輪胎4的內(nèi)、外側(cè)被分為不同的扇區(qū)以形成多組對比圖像。本實(shí)施例所述的激光散斑檢測方法，實(shí)質(zhì)上就是經(jīng)過反復(fù)進(jìn)行常壓拍照、抽真空、 負(fù)壓拍照、卸壓還原來完成輪胎各個(gè)扇區(qū)的檢測?？紤]到由于工程機(jī)械輪胎的胎側(cè)和胎面都比較厚，輪胎內(nèi)部的氣泡在內(nèi)外兩側(cè)引起的形變有可能相差較大，所以利用外激光探頭和內(nèi)激光探頭對輪胎內(nèi)外兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行檢測。具體的檢測過程如下首先，對輪胎4的上胎側(cè)進(jìn)行檢測，具體動(dòng)作過程如下(1)、根據(jù)輪胎4的外形尺寸將輪胎放到轉(zhuǎn)動(dòng)裝置3的合適位置上，將真空室11的裝胎門13關(guān)閉；(2)、根據(jù)輪胎4的外形尺寸內(nèi)探頭26和外探頭觀的相關(guān)動(dòng)作到位；(3)、內(nèi)探頭沈和外探頭觀開始工作，拍下第一扇區(qū)在常壓下的照片；(4)、真空泵12將真空室11抽到設(shè)定壓力，內(nèi)探頭沈和外探頭觀拍下該扇區(qū)在負(fù)壓下的照片，將兩幅圖片進(jìn)行內(nèi)部處理，完成該扇區(qū)的檢測；(5)、瀉壓裝置14打開，使真空室11與大氣相通，真空室11恢復(fù)到常壓狀態(tài)；(6)、瀉壓裝置14關(guān)閉，輪胎4旋轉(zhuǎn)至第二扇區(qū)進(jìn)行此扇區(qū)的檢測；(7)、重復(fù)(3)至(6)步完成上胎側(cè)的一次檢測。其次，對輪胎4的胎面進(jìn)行檢測，即在檢測完上胎側(cè)之后，控制內(nèi)、外探頭重新定位并重復(fù)上述(3)到(6)步的檢測過程以完成胎面的檢測。
最后，使用叉車將輪胎4取出后，將其翻轉(zhuǎn)180°后重新定位，再進(jìn)行下胎側(cè)的檢測，具體地參照步驟(1)至(7)。
權(quán)利要求
1.一種工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置，包括有形成負(fù)壓檢測環(huán)境的真空裝置(1)， 以及設(shè)置在真空裝置(1)內(nèi)部的測試裝置( 和旋轉(zhuǎn)裝置(3)，其特征在于測試裝置( 用于在被檢測輪胎內(nèi)、外側(cè)分別進(jìn)行檢測，其具有可沿垂直和水平方向移動(dòng)并定位的內(nèi)探頭06)和外探頭08)；旋轉(zhuǎn)裝置( 用于承載并帶動(dòng)被檢測輪胎同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置，其特征在于所述的測試裝置⑵包括有，用于在被檢測輪胎⑷內(nèi)側(cè)進(jìn)行相位拍照過程中，控制內(nèi)探頭06)沿垂直方向進(jìn)行擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)05)；用于在被檢測輪胎(4)外側(cè)進(jìn)行相位拍照過程中，控制外探頭08)沿垂直方向進(jìn)行擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)( )，以及控制外探頭08)沿垂直方向進(jìn)行高度調(diào)節(jié)的外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)、2 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)裝置C3)包括有，在其上表面承載被檢測輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)架(38)，轉(zhuǎn)動(dòng)架(38)連接于通過軸承(33)套設(shè)于轉(zhuǎn)軸(3 上的被動(dòng)齒輪(37)，被動(dòng)齒輪(37)通過嚙合連接的主動(dòng)齒輪(36)由電機(jī) (35)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸(3 安裝于底座(31)的中心，底座(31)的底部設(shè)置有承受轉(zhuǎn)動(dòng)架(38)垂向作用力的軸承(34)，在底座(31)上均勻地設(shè)置有數(shù)個(gè)用于輔助承受轉(zhuǎn)動(dòng)架(38)水平和垂向作用力的軸承(39)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置，其特征在于所述的真空裝置(1)包括有真空室(11)、裝胎門(13)和泄壓裝置(14)，測試裝置⑵和旋轉(zhuǎn)裝置⑶安裝于真空室(11)內(nèi)，真空室(11)連接于真空泵(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置，其特征在于所述的測試裝置⑵包括有，一機(jī)架(21)，在機(jī)架上設(shè)置有同時(shí)驅(qū)動(dòng)內(nèi)探頭(沈)、外探頭08)沿垂向移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)(22)，在升降機(jī)構(gòu)0 上設(shè)置有內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和外探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)，在內(nèi)探頭水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)03)上安裝內(nèi)探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)05)，在外探頭水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)04)上安裝外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)(27)，在外探頭豎直微調(diào)機(jī)構(gòu)(XT)上安裝外探頭擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)09)。
6.基于使用上述工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置的檢測方法，在真空裝置(1)內(nèi)部進(jìn)行常壓與真空負(fù)壓環(huán)境的切換過程中，采用激光拍照手段重建被檢測輪胎(4)形變前后引起的光路相位變化，通過對比相同扇區(qū)形變前后的相位圖像以確定被檢測輪胎內(nèi)部缺陷存在的可能性和具體位置，其特征在于在檢測過程中，被檢測輪胎(4)承載于旋轉(zhuǎn)裝置C3)之上并與旋轉(zhuǎn)裝置(3)同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；測試裝置中的內(nèi)探頭(沈)、外探頭(28)分別針對被檢測輪胎的內(nèi)、外胎側(cè)和胎面進(jìn)行檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測方法，其特征在于在檢測過程中包括有，控制內(nèi)探頭06)在被檢測輪胎(4)內(nèi)側(cè)、沿垂直方向進(jìn)行拍照角度擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測方法，其特征在于在檢測過程中包括有，控制外探頭08)在被檢測輪胎(4)外側(cè)、沿垂直方向進(jìn)行定位高度調(diào)節(jié)與拍照角度擺轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測方法，其特征在于在檢測過程中包括有，在被檢測輪胎(4)初始狀態(tài)下采用2個(gè)探頭分別針對內(nèi)、側(cè)上部胎側(cè)與胎面進(jìn)行檢測的第1檢測流程，以及將被檢測輪胎⑷垂直翻轉(zhuǎn)180°后，針對余下內(nèi)、外側(cè)下部胎側(cè)進(jìn)行檢測的第2 檢測流程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測方法，其特征在于在第1檢測流程和第2檢測流程中，分別依次地進(jìn)行參照狀態(tài)拍照、抽真空、加載狀態(tài)拍照、輪胎旋轉(zhuǎn)、 參照狀態(tài)拍照、卸壓、加載狀態(tài)拍照的檢測步驟；在每一次檢測時(shí)，被檢測輪胎的內(nèi)、外側(cè)被分為不同的扇區(qū)進(jìn)行檢測。
全文摘要
本發(fā)明所述工程機(jī)械輪胎激光散斑檢測裝置及其方法，通過對輪胎外部環(huán)境施加負(fù)壓，采用將輪胎水平放置并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，利用2個(gè)探頭對輪胎內(nèi)、外側(cè)分別進(jìn)行檢測的模式進(jìn)行檢測，有利于檢測輪胎內(nèi)部深層的缺陷，從而準(zhǔn)確地檢測出輪胎內(nèi)部存在的缺陷和具體位置，以提高并優(yōu)化工程機(jī)械輪胎內(nèi)部探傷檢測的準(zhǔn)確性。檢測裝置包括有形成負(fù)壓檢測環(huán)境的真空裝置，以及設(shè)置在真空裝置內(nèi)部的測試裝置和旋轉(zhuǎn)裝置。測試裝置用于在被檢測輪胎內(nèi)、外側(cè)分別利用激光散斑技術(shù)進(jìn)行檢測，其具有可沿垂直和水平方向移動(dòng)并定位的內(nèi)探頭和外探頭，即具有2個(gè)獨(dú)立控制并運(yùn)行的激光探頭。旋轉(zhuǎn)裝置用于承載并帶動(dòng)被檢測輪胎同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
文檔編號G01N21/956GK102313749SQ201010219549
公開日2012年1月11日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
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